Способ трансляции стереофонического сигнала радиовещания в увч и овч диапазонах при частотной модуляции в системе с пилот-тоном

 

Изобретение относится к радиовещанию. Достигаемый технический результат - существенное сокращение ширины частотной полосы звукового стереосигнала, уменьшение примерно на треть полосы высокочастотного сигнала, что позволяет разместить большее число станций в отведенном для вещания диапазоне частот. Способ заключается в том, что создают из правого и левого каналов передаваемого стереосигнала суммарный сигнал - основной звуковой моносигнал, создают узкополосный кодированный управляющий сигнал, несущий информацию о спектральных различиях между сигналами правого и левого каналов, модулируют им сигнал пилот-тона, подают основной звуковой моносигнал на первый вход частотного модулятора, модулированный пилот-тон подают на второй вход частотного модулятора, передают частотно-модулированный сигнал. На приемной стороне выделяют основной звуковой моносигнал и подают его на два фильтра с управляемыми частотными характеристиками, выделяют также и модулированный пилот-тон, подают его на декодер, выделяющий узкополосный кодированный управляющий сигнал, изменяют им частотные характеристики фильтров, обеспечивая тем восстановление переданного стереосигнала. 2 ил.

Изобретение относится к радиовещанию, в частности к способам трансляции стереофонического сигнала радиовещания в УВЧ и ОВЧ диапазонах при частотной модуляции в системе с пилот-тоном.

Известны способы трансляции стереофонического сигнала в УКВ-ЧМ системе с пилот-тоном, причем в его спектре присутствуют: спектр передаваемого суммарного правого и левого звукового сигнала, пилот-тон и двухполосный амплитудно-модулированный с подавленной несущей звуковой сигнал разности правого и левого каналов. Весь звуковой спектр занимает полосу 50-53000 Гц. При девиации 50 кГц спектр по высокой частоте занимает полосу частот 206 кГц. В спектре имеется значительная избыточность, например, в двухполосном разностном сигнале, вследствие чего для полного сигнала необходима такая широкая полоса занимаемых частот (Радиовещание и электроакустика, под ред. Ю.А.Ковалгина. Радио и связь, 1999 г., с.792).

Реальный стереосигнал имеет спектральные отличия между правым и левым каналами, изменяющиеся в соответствии с динамикой перемещения звучания отдельных частей оркестра или перемещения источников звука в реальных природных условиях. Эти изменения достаточно медленные, доли или единицы секунд, поэтому для передачи информации о них достаточно весьма узкого спектра, который может быть расположен в пределах полосы, отведенной для передачи основного звукового сигнала.

Способ передачи стереосигнала в полосе моносигнала известен (Патент РФ № 2047941, 10.10.95). Суть его заключается в том, что на передающей стороне создают из сигналов правого и левого каналов суммарный основной сигнал и несущий информацию о спектральных различиях между сигналами правого и левого каналов узкополосный кодированный управляющий сигнал, которые вместе передают в полосе моноканала, а на приемной стороне - после приема и демодуляции подают основной сигнал на два фильтра, частотные характеристики которых управляются выделенным после декодирования узкополосным управляющим сигналом, что приводит к восстановлению передаваемого стереосигнала.

Задача настоящего изобретения заключается в разработке способа трансляции стереофонического сигнала, при котором возможно резко сократить ширину частотной полосы звукового стереосигнала, значительно уменьшить полосу высокочастотного сигнала.

В предлагаемом способе решение поставленной задачи достигается за счет того, что при трансляции стереофонического сигнала радиовещания в УВЧ и ОВЧ диапазонах при частотной модуляции в системе с пилот-тоном предусматривают создание на передающей стороне из сигналов правого и левого каналов суммарного сигнала и несущего информацию о спектральных различиях между сигналами правого и левого каналов узкополосного кодированного управляющего сигнала, подачу первого сигнала на частотный модулятор как основного звукового моносигнала, модуляцию вторым сигналом сигнала пилот-тона, излучение полученного таким образом сложного сигнала, а на приемной стороне - прием сложного сигнала, его демодуляцию, подачу основного сигнала на два фильтра, частотные характеристики которых с помощью встроенного в них управляющего устройства управляются выделенным после демодуляции пилот-тона и декодирования управляющим узкополосным сигналом, причем на передающей стороне устанавливают модулятор сигнала пилот-тона для передачи узкополосного кодированного управляющего сигнала, а в стереоприемнике дополнительно устанавливают демодулирующее и декодирующее устройство для выделения из модулированного пилот-тона узкополосного управляющего сигнала и его декодирования и фильтры правого и левого каналов со встроенными устройствами, управляющими их частотными характеристиками для восстановления передаваемого стереосигнала.

Предложенный способ осуществляется следующим образом.

На фиг.1 и 2 показаны блок-схемы передающей и приемной частей для реализации предложенного способа, где: I. блок 1 - сумматор левого и правого сигналов; II. блок 2 - частотный модулятор; III. блоки 3 и 4 - анализаторы формы огибающих текущих спектров, в которых фильтры могут быть аналоговыми либо цифровыми; IV. блок 5 - устройство формирования управляющего узкополосного кодированного сигнала; V. блок 6 - генератор пилот-тона и модулятор для передачи управляющего узкополосного кодированного сигнала; VI. блок 7 - передающее устройство; VII. блок 8 - приемное устройство; VIII. блок 9 - разделитель сигналов, выделяющий отдельно суммарный моносигнал (сумма левого и правого сигналов исходной стереопары) и узкополосный кодированный управляющий сигнал; IX. блок 10 - демодулятор-декодер, выделяющий управляющий узкополосный сигнал; X. блок 11, 12 - управляемые выделенным в блоке 10 управляющим сигналом частотные фильтры левого и правого каналов со встроенными устройствами для управления их частотными характеристиками.

Схема работает следующим образом. В месте передачи формируют два сигнала по способу трансляции стереосигнала во вдвое более узкой полосе моносигнала, описанному в Патенте РФ №2047941. Первый представляет собой основной суммарный сигнал (фиг.1, сигналы правого и левого каналов складываются в сумматоре 1), который подается на первый вход частотного модулятора 2 как моносигнал. Дополнительно через анализаторы формы огибающих текущих спектров 3 и 4 (фильтры могут быть аналоговыми либо цифровыми), учитывая, что изменения огибающих достаточно медленные, доли или единицы секунд, в устройстве 5 формируют второй сигнал, представляющий собой управляющий узкополосный кодированный сигнал, которым с помощью вспомогательного модулятора, совмещенном с генератором пилот-тона 6, осуществляется модуляция пилот-тона любым видом модуляции, кроме широкополосного, после чего сигнал модулированного пилот-тона подают на второй вход частотного модулятора 2. Далее частотно-модулированный сигнал обычным путем подают на соответствующие каскады передающего устройства 7.

На приемной стороне (фиг.2) после приема сложного сигнала, его демодуляции в приемном устройстве 8 сигнал поступает на разделитель 9, с одного выхода которого модулированный пилот-тон подается на специальный демодулятор-декодер 10, выделенные и декодированные которым управляющие сигналы изменяют частотные характеристики фильтров 11 и 12, на которые с другого выхода разделителя 9 поступает суммарный звуковой моносигнал, что обеспечивает восстановление сигналов правого и левого каналов передаваемого стереосигнала. В предлагаемом способе отсутствует двухполосный амплитудно-модулированный сигнал разности, и ширина полосы звукового сигнала складывается из полосы суммарного сигнала 15 кГц и модулированного пилот-тона, что в сумме незначительно превышает 19 кГц. Полоса высокочастотного сигнала при девиации 50 кГц составляет 138 кГц, то есть на 68 кГц (на 33%) меньше, чем в существующей системе. При оптимальной девиации (приблизительно 20 кГц) выигрыш в полосе будет значительно большим.

Заявленный способ позволяет резко сократить ширину частотной полосы звукового стереосигнала, значительно уменьшить полосу высокочастотного сигнала и в результате разместить большее число станций в отведенном для вещания диапазоне частот.

Формула изобретения

Способ трансляции стереофонического сигнала радиовещания в УВЧ и ОВЧ диапазонах при частотной модуляции в системе с пилот-тоном, согласно которому создают из правого и левого каналов передаваемого стереосигнала суммарный сигнал - основной звуковой моносигнал, а на приемной стороне выделяют основной звуковой моносигнал и подают его на два фильтра с управляемыми частотными характеристиками, отличающийся тем, что на передающей стороне создают также узкополосный кодированный управляющий сигнал, несущий информацию о спектральных различиях между сигналами правого и левого каналов, модулируют им сигнал пилот-тона, подают основной звуковой моносигнал на первый вход частотного модулятора, модулированный пилот-тон подают на второй вход частотного модулятора, частотно-модулированный сигнал подают на передающее устройство, а на приемной стороне выделяют также и модулированный пилот-тон, подают его на декодер, выделяющий узкополосный кодированный управляющий сигнал, изменяют им частотные характеристики фильтров, обеспечивая тем восстановление переданного стереосигнала.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

RH4A - Выдача дубликата патента Российской Федерации на изобретение

Дата выдачи дубликата: 20.11.2008

Наименование лица, которому выдан дубликат:ФГУ предприятие Ордена Трудового Красного Знамени Научно- исследовательский институт радио (RU)

Извещение опубликовано: 27.02.2009        БИ: 06/2009

NF4A Восстановление действия патента

Дата, с которой действие патента восстановлено: 20.11.2011

Дата публикации: 20.11.2011

---